قد تكون شجرة النخيل التي يُستخرج منها قلب النخلة على وشك الانقراض في الطبيعة
يبحث الباحثون في كيفية تأثير انقراض الطيور وتغير المناخ على التنوع الجيني والحفاظ على شجرة نخيل الغابة الأطلسية
هناك مجموعة من العوامل التي يبدو أنها تؤثر على بقاء نخلة الجوجارا ، والتي يُستخرج منها قلب النخيل الأفضل جودة - ولهذا السبب ، الأكثر قيمة. بالإضافة إلى الضغط القوي للقطع غير القانوني للجوزارا وتدمير الغابة الأطلسية ، يمكن أن يؤدي انقراض الطيور والتغيرات المناخية إلى انقراض الأنواع في البرية.
يسمى العلماء ظاهرة انقراض الحيوانات ظاهرة الانقراض. يتم تجاهل فقدان الأنواع الحيوانية المسؤولة عن تشتت البذور وتغير المناخ بشكل عام في الحفاظ على النباتات. تم اكتشاف هذين العاملين على مدى سنوات من البحث من قبل عالم الأحياء ماورو جاليتي وفريقه من قسم البيئة في جامعة ولاية ساو باولو (Unesp) ، في ريو كلارو.
يمكن استخلاص قلب النخيل من ساق عدة أنواع من أشجار النخيل ، ولكن الأنواع الشائعة للاستهلاك هي الجوسارا ونخيل الخوخ وأسايزيرو (أو أكاي). نخلة الجوجارا (يوتيرب إدوليس) موطنها الغابة الأطلسية ، بينما الأنواع الأخرى من الأمازون.
الفرق بين الأنواع الثلاثة هو أن الجوجارا لها جذع واحد ، بينما تشكل الأنواع الأخرى تكتلات. وهكذا ، عند استخراج قلب النخيل ، يموت نخيل الجوجارا ، بينما ينبت نخيل الخوخ والأساي من الجذع الرئيسي ، كما هو الحال مع أشجار الموز.
الفرق المهم الآخر هو أن الجوجارا تستغرق من 8 إلى 12 عامًا لإنتاج قلب عالي الجودة من النخيل ، بينما يمكن استخراج نخيل الخوخ بعد 18 شهرًا فقط من الزراعة.
لذلك ، فإن استخراج قلب الجوجارا من النخيل يؤدي بالضرورة إلى قطع الأفراد البالغين ، ويفضل أن يكون ذلك أكبر حجمًا (يمكن أن يصل ارتفاع أشجار النخيل إلى 20 مترًا). عندما يتم قطع الأفراد البالغين ، هناك عدد أقل من النباتات لإنتاج البذور لتنتشر لتنبت. ينخفض عدد السكان وقد ينقرض محليًا.
لكل هذه الأسباب ، تم إدراج نخيل الجوجارا في القائمة الحمراء لأنواع النباتات في البرازيل المعرضة لخطر الانقراض ، والتي أعدها المركز الوطني للحفاظ على النباتات.
يرتبط الحفاظ على Juçara ارتباطًا مباشرًا بالحفاظ على التنوع البيولوجي للغابات الأطلسية. تعمل بذورها وفاكهةها كغذاء لأكثر من 48 نوعًا من الطيور و 20 نوعًا من الثدييات. الطوقان ، الجاكوتينجا ، الجوان ، القلاع والأرابونجا هي المسؤولة الرئيسية عن تشتت البذور ، بينما تستفيد بذورها أو ثمارها من أغوتي ، والتابير ، والبيكاري ، والسناجب ، والعديد من الحيوانات الأخرى. الفواكه غنية بالدهون ومضادات الأكسدة ، وهذا هو سبب طلب الحيوانات لها.
وجد باحثو Unesp أن الانخفاض المتسارع في أعداد موزعات البذور ، بسبب تفتت البذور أو تدميرها. بيئات أو عن طريق الاستيلاء غير القانوني ، هو السبب الرئيسي وراء فقدان التباين الوراثي للجوزارا. وعندما يتم فقدان التنوع الجيني ، تصبح الأنواع أكثر هشاشة لمواجهة التحديات المستقبلية ، مثل تغير المناخ الذي يؤثر على الكوكب.
في دراسة نشرت في علم الوراثة الحفظ، خلص باحثون من Unesp والجامعة الفيدرالية لجوياس وجامعة ولاية سانتا كروز إلى أن النمط الحالي للتنوع الجيني في E. edulis في الغابة الأطلسية هو مزيج من تغير المناخ في آلاف السنين الماضية والعمل البشري ، مثل تدمير بيئات وانقراض الطيور التي تشتت البذور.
في هذا العمل ، اكتشف الباحثون أن التنوع الجيني لنخيل الجوجارا قد انخفض بسبب تغير المناخ على مدى 10000 سنة الماضية (عملية تاريخية طبيعية) وأن هذه العملية اليوم يمكن تفسيرها من خلال انقراض الطيور الكبيرة المقتطعة (عملية بشرية ، هو ناتج عن نشاط بشري).
قاد هذا الاكتشاف الباحثين إلى محاولة فهم كيفية تأثير الطيور المقتضبة على عملية التمايز الجيني للجوزارا.
أكدت الأبحاث التي أجريت في مختبر البروفيسور غاليتي بالفعل أن هناك علاقة بين تقليل حجم بذور الجوجارا (التي يتراوح قطرها بشكل طبيعي من ثمانية إلى 14 ملم) والانقراض المحلي للطيور الكبيرة التي تشتت بذورها.
في العمل المنشور في المجلة علم في عام 2013 ، درس الباحثون 22 منطقة من الغابات الأطلسية موزعة بين بارانا وساو باولو وريو دي جانيرو وميناس جيرايس وجنوب باهيا. وجدوا أنه في المناطق التي توجد بها طيور كبيرة آكلة للحيوانات مثل الطوقان (Ramphastos spp.) ، جاكوس (Penelope spp.) و jacutingas (i> Aburria jacutinga) ، كانت بذور الجوجارا أكبر ، حيث تجاوزت 12 ملم. في تلك المناطق التي تسود فيها الأنواع الأصغر فقط والمزودة بمناقير أصغر ، مثل القلاع (Turdus spp.) ، لم يتجاوز قطر بذور الجوجارا 9.5 ملم.
بمعنى آخر: في مناطق الغابات الأطلسية حيث تعداد الطوقان والجوان والقرود العنكبوتية (nudicollis) و jacutingas انقرضت محليًا عن طريق الصيد ، ولم تعد البذور الأكبر متناثرة ، لأنها كبيرة جدًا بالنسبة للحيوانات الصغيرة مثل القلاع ، والتي يمكنها فقط ابتلاع البذور الصغيرة. البذور التي لا تستهلكها الطيور لا تنبت ، أي أن الجوجارا تعتمد على الطيور للحفاظ على تعدادها.
قد يبدو هذا الاختلاف في حجم البذور صغيرًا ، لكنه ليس كذلك. من المهم الحفاظ على شجرة النخيل. "هذا لأن البذور الصغيرة تفقد الماء بسهولة أكبر لأن مساحة سطحها أصغر وهذا يجعل أشجار النخيل أكثر حساسية للزيادة في فترات الجفاف ، والتي ينبغي أن تزيد من تواترها مع تغير المناخ" ، يوضح غاليتي.
وجد الباحثون أنه في الغابات القريبة من ريو كلارو حيث تسود نباتات الجوكار ذات البذور الصغيرة ، بعد الجفاف الشديد في عام 2014 ، فإنها ببساطة لم تنبت.
"إن الضغط الانتقائي الناجم عن التقصير قوي لدرجة أنه في بعض المناطق استغرق الأمر 50 عامًا فقط حتى تختفي بذور الجوجارا الأكبر حجمًا. هل هذا الانتقاء محسوس على المستوى الجيني؟ قالت عالمة الأحياء كارولينا دا سيلفا كارفالو ، طالبة الدكتوراه في غاليتي ، إن هذه النتيجة بالضبط هي التي أدت إلى عملنا الجديد.
في دراسة نشرت عام 2016 في التقارير العلميةمن المجموعة طبيعة سجية، أظهرت مجموعة Unesp أن التقصير ، بعيدًا عن تغيير التباين الظاهري (الحجم) لبذور Juçara ، يؤدي إلى تغييرات تطورية في مجموعات Euterpe edulis، وهذا هو ، في التركيب الوراثي.
تم دعم البحث من قبل مؤسسة دعم الأبحاث في ولاية ساو باولو (Fapesp) في إطار المشروع المواضيعي "النتائج البيئية للانفصال في الغابة الأطلسية" والمعونة العادية "طرق أخذ العينات الجديدة والأدوات الإحصائية لبحوث التنوع البيولوجي: دمج الحركة الإيكولوجيا مع السكان وبيئة المجتمع ".
"في هذا العمل ، أردنا معرفة ما إذا كان انقراض الطيور الكبيرة المقتطعة يمكن أن يؤدي إلى تغيير وراثي في قلوب النخيل. ومع ذلك ، علمنا أن العوامل التاريخية يمكن أن تؤثر أيضًا على التنوع الجيني لقلب الجوجارا في النخيل. لذلك ، قمنا ببناء مجموعة من الفرضيات وقمنا بتقييم العملية التي توضح بشكل أفضل نمط التنوع الجيني بين مجموعات السكان E. edulisقال كارفالو.
أخذ البحث في الاعتبار ثلاثة متغيرات رئيسية يمكن أن تؤثر على التغيرات الجينية بين تجمعات نخيل الجوجارا. أولاً ، تم تضمين البيانات المتعلقة بفقدان عوامل آكلة اللحوم الكبيرة التي تشتت بذور الجاسارا (نزع الشمع).
ثانيًا ، البيانات المتعلقة بالأصل الجغرافي الحيوي للمجموعات السكانية المختلفة E. edulis. تمت دراسة الفروق في أعداد أشجار النخيل التي تنمو في الغابات المطيرة ، والغابات الأكثر كثافة ورطوبة ، مع أوراق دائمة الخضرة ، وتلك التي تنمو في مناطق شبه متقاربة ، وأكثر انفتاحًا وجفافًا ، مع الغطاء النباتي الذي يتساقط الأوراق بشكل موسمي.
كما تم التحقيق في دور تجزئة الغابة الأطلسية في تغيير التباين الوراثي للجوزارا. يمكن أن يؤدي تجزئة الغابات إلى انخفاضات كبيرة في حجم السكان وزيادة العزلة المكانية للسكان ، وبالتالي تقليل تنوعهم الجيني.
ويضيف كارفالهو: "أظهر عملنا بوضوح التمايز الجيني بين أشجار النخيل في الأماكن التي توجد بها طيور كبيرة أو لا توجد بها ، وخلصنا إلى أن انقراض الحيوانات الكبيرة يغير من تطور قلب نخيل الجوجارا".
هل هذا الاختلاف الجيني مرتبط بحجم البذور؟ "لا نعرف حتى الآن. لم نصل إلى نقطة تحليل جينوميات Juçara لمعرفة الجينات المسؤولة عن التباين في حجم البذور. وقال جاليتي إن ما يمكننا قوله هو أن الإلغاء يغير الانتقاء الطبيعي من حيث أن بذور الجاسارا الصغيرة فقط هي التي تتشتت ويؤثر أيضًا على وراثة النبات.
مع الأخذ في الاعتبار كل ما تم العثور عليه حتى الآن ، هل من الممكن عكس هذا الوضع؟ بمعنى آخر ، هل من الممكن ضمان بقاء السكان الذين ليس لديهم سوى بذور صغيرة على قيد الحياة في مواجهة تغير المناخ؟
يسعى الباحثون الآن إلى استعادة التنوع الجيني وتنوع أحجام بذور الجوجارا حيث تتعرض للخطر.
"في العديد من المناطق الطبيعية ، إذا لم نتدخل ، يمكن أن تختفي مجموعات قلب النخيل مع تغير المناخ لأن البذور الصغيرة تفقد المزيد من الماء ولا تنبت. بعبارة أخرى ، في السنوات الحارة والجافة ، لن تنبت البذور ".
"في هذه المرحلة الجديدة من المشروع ، نريد تقييم أفضل طريقة لاستعادة التباين الجيني وحجم البذور في التجمعات التي انقرضت فيها مشتتات البذور الكبيرة. هناك مناطق بها بذور كبيرة وصغيرة. ومع ذلك ، لا يتم تشتيت البذور الكبيرة فقط ، نظرًا لغياب الطيور الكبيرة. وهناك مناطق اختفت فيها البذور الكبيرة بالفعل. ولذلك ، فإننا نقوم بتحليل ما إذا كانت إعادة إدخال الطيور الكبيرة تكفي لضمان التعافي الكامل لبذور قلب النخيل أو ما إذا كنا بحاجة إلى استراتيجيات ترميم أخرى أكثر فاعلية ”، قال كارفالهو.
يعلق غاليتي قائلاً: "بدون قلب جوسارا للنخيل ، ستصبح الغابة الأطلسية فقيرة ، لأن الجوكارا يغذي أكبر موزعات البذور في الغابة". قال جاليتي: "في محاضرة حول هذه المشكلة للمزارعين والأشخاص الذين يديرون مشاتل جوسارا الشتلات ، أخبروني سريعًا أنهم من الآن فصاعدًا سيختارون البذور الأكبر وينتجون الشتلات من هذه البذور".
تحتل دراسة بيئة نخيل الجوجارا مكانًا مركزيًا في مسار غاليتي العلمي. "بدأت دراسة نثر البذور بينما كنت لا أزال تحت التخرج في عام 1986 بمنحة Fapesp. لقد درست الطيور التي نثرت وافترس بذور الجوجارا. كان هذا هو الأساس لجميع دراساتنا الإضافية ، حيث لدينا أساس متين في التاريخ الطبيعي حول تفاعل القلب بين الفروجيفور والنخيل وبثقة كبيرة يمكننا أن نقول أيهما أفضل مشتتات الجوجارا "، قال.
مقالات:
يؤثر الاستقرار المناخي والتأثيرات البشرية المعاصرة على التنوع الجيني وحالة الحفظ للنخيل الاستوائية في الغابة الأطلسية في البرازيل (دوى: 10.1007 / s10592-016-0921-7) ، بقلم كارولينا دا سيلفا كارفالو وليليانا باليستيروس ميجيا وميلتون سيزار ريبيرو ومارينا كورييا كوتس وأليساندرو سوزا سانتوس وروزان جارسيا كوليفاتي: //link.springer.com/article /10.1007/s10592-016-0921-7.
يؤدي التقليل إلى تغيرات تطورية دقيقة في نخيل استوائي (دوى: 10.1038 / srep31957) ، بقلم كارولينا إس كارفالو ، ماورو غاليتي ، روزان جي كوليفاتي وبيدرو جوردانو: //www.nature.com/articles/srep31957.
يؤدي الانقراض الوظيفي للطيور إلى تغييرات تطورية سريعة في حجم البذور (دوى: 10.1126 / العلوم .1233774) ، بقلم ماورو جاليتي ، وروجر جيفارا ، ومارينا سي كورتيس ، ورودريجو فاديني ، وساندرو فون ماتر ، وأبراو بي.لايت ، وفابيو لابيكا ، وتياجو ريبيرو ، وكارولينا إس كارفالو ، وروزان جي كوليفاتي ، ماتياس إم بيريس ، وباولو آر غيماريش جونيور ، وبيدرو إتش برانكاليون ، وميلتون سي ريبيرو ، وبيدرو جوردانو. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.
المصدر: بيتر مون ، من وكالة FAPESP
